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离子束（Focused Ion Beam, FIB）是一种将加速离子束聚焦到极小射径进行加工和分析的技术。它可以在样品表面上准确的刻画出纳米级别的图案、结构，还能进行界面清理、切割、修复等功能，成为材料科学、器件制造、生命科学等领域的重要工具。以下将对离子束FIB的原理进行详细介绍。 离子束加工原理
离子束FIB是将高能的离子束汇聚到十几或几十纳米以下的小孔中，穿过光学聚焦系统使其束斑缩小，进而加工出所需要的结构，再通过控制束斑位置和大小来实现高精度的加工。
离子束加工的本质是“激发和蚀刻”，即将离子能量转化成靶材内部原子的势能，激发材料内部的离子和原子，使其发生反应，形成新的化合物或改变材料的特性。 在离子束FIB过程中，离子束首先进入靶材表面，产生一系列相互作用。离子-原子或离子-分子之间的碰撞产生了许多效应，如能量转移，电离作用，电荷交换等。这些效应对靶材的物理、化学性质产生了影响，导致其形貌、结构和化学组成的变化。
在离子束FIB加工中，所使用的离子束一般为氙离子（Xe+）或镉离子（Cd+），其加工机理如下：
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1. 碰撞激发
当粒子进入物质时，与物质原子碰撞后，将能量转移到它们中的电子和原子，使原子处于激发状态，这就是碰撞激发。激发的原子具有很高的能量，向周围发射电子、光子等，然后经过退激发过程，将失去激发能量，回到基态状态。在这个过程中，原子可能失去一些物质，或产生化学反应。
2. 放电电离
高能离子进入电离室内发生碰撞，使内部气体分子、原子电离，产生离子和电子。离子获取强度较大的电场，继续撞击电离室壁，使得机械设置上的耗损量比较大。这种方式又叫杆式离子源。
3. 打开真空窗
真空窗是离子束进入样品室时必须经过的地方（为避免束至多大可能的偏移），打开真空窗能够让离子束穿过进入。
4. 光学聚焦
离子束在进入样品前会经过一系列的光学透镜（磁聚焦镜、缕聚镜），以使离子束达到更好的聚焦和定位精度，可以控制束斑稳定地投射到需要的位置，从而达到高精度加工和分析。
离子束FIB加工优点
桁架结构
离子束FIB工艺具有很多优点，主要表现在以下几个方面：
海恩法则
1. 高精确性：由于离子束的小聚焦直径，使得加工精确性高，尤其是对于纳米级别的结构，更加准确。
2. 宽材料适应性：离子束可以对各种材料进行加工，包括金属、半导体、聚合物、陶瓷、玻璃等，可用于制作导电、光电等功能化材料。
3. 高灵活性：离子束FIB加工可以帮助开展各类结构的刻画，同时可实现二次光刻，可获得更高的灵活性和更高的刻画效果。
4. 高透明性：利用离子束对透明材料进行加工可以实现透明高分辨率图案。
5. 高清晰度：离子束可以在很高的分辨率下进行加工和刻画，使得得到的样品更加清晰。
离子束FIB的应用十分广泛，主要包括纳米器件制造、材料加工、界面清理、断层探测、横截面分析、样品制备等领域。以下是具体应用：壮族姑娘出嫁为什么要穿黑嫁衣
1. 纳米加工制备：利用离子束FIB技术对纳米器件进行定位纳米级别的加工制备。
2. 光子学器件：利用离子束FIB技术制备微型化的光子学器件（如波导器、光栅等）。
3. 破片制备：对曲面材料进行切割成样品以进行所需的测试和分析。
4. 集成电路切割：对堆叠晶片、材料间的面膜、硅片内部的导线进行切割、开孔等处理。
5. 生物材料样品制备：对细胞、组织等生物材料进行制备，如细胞解剖、微管制表面刻划等。
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